JP5433777B2 - 蓋整形装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体内容物が充填された合成樹脂製有底筒状容器本体に、円盤状蓋本体周縁部に垂下状の蓋スカート部を有する合成樹脂製成形蓋を被せて密封シールした密封容器の蓋スカート部を整形する蓋整形装置、及びかかる蓋整形装置を備えた液体充填機械に関する。

従来、この種の充填包装機械としては、任意の向きで供給される合成樹脂製有底筒状容器本体を、その上端開口部が上方を向くように整立して後工程に供給する容器整立装置と、容器整立装置から供給される容器に内容物を充填する充填装置と、内容物が充填された容器の上端開口部に断面略コの字状蓋を被せる蓋供給装置と、前記蓋を容器上端開口部にヒートシールするシール装置とを備えた充填包装機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

前記の合成樹脂製有底筒状容器本体は、蓋を剥がした後、直接容器開口部に口を付けて内容物を飲むことがあることから、容器開口部周辺を衛生的に保つため、この部分が保護されるように構成された蓋、すなわち容器上端開口部を覆う円盤状蓋本体と、蓋本体周縁部から垂下状に設けられたスカート部よりなる蓋（断面略コの字状蓋）が用いられている。

前記断面コの字状蓋で被冠された内容物充填容器を製造する充填包装機械としては、アルミ箔の優れた成形性と保形性に着目して、アルミ箔にヒートシール層等が積層されたシート状蓋材を用いて、この蓋材から円盤状蓋を打ち抜き、打ち抜き直後に断面コの字状蓋に成形する蓋打ち抜き成形装置と、成形された断面コの字状蓋を搬送中の容器の開口部に供給被冠する蓋供給装置とを備えているものが知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、このようなアルミ箔層を基材とする蓋材を有する容器においては、製品全体を検査する金属探知機が使用できないため、釘、ホッチキス針、成形品抜き刃の毀れた破片、ボルトやナット、針金、スプリング等の混入するおそれがある金属類の検出ができないという問題がある。また、これらのアルミニウム製蓋を有する容器は、アルミニウム製蓋とポリスチレン等の合成樹脂製容器本体をそれぞれ分別回収する必要があり、リサイクル性に劣るという欠点を有する。

一方、このような問題を解決するために、アルミ箔層を有する蓋材の代替品として、アルミ箔層を有さない合成樹脂層のみの積層フィルムからなる蓋が本発明者等により提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、前記蓋は、合成樹脂層のみの組合せからなる蓋であり、蓋形状も完成度の高いものではあるが、その蓋を成形するためには蓋材を加熱して成形しなければならず、蓋材成形装置が高価で大がかりなものとなり、また、蓋材を加熱するための加熱ゾーンの温度管理面から、蓋成形装置と充填包装機械を連続工程とすることが難しいという問題があった。

そこで、本発明者等は、前記問題を解決するため、蓋材について研究を重ね、冷間絞り成形による蓋材成形が可能な合成樹脂製蓋材の開発に成功し（例えば、特許文献４参照）、かかる冷間絞り成形による蓋材成形が可能な合成樹脂製蓋材を用いた容器、すなわち、樹脂容器と該樹脂容器に固着された蓋とを備えた密封容器であって、蓋が、ＡＳＴＭ−Ｄ３７６３に準拠した落錘衝撃試験方法で測定した１５０μｍ厚みシートにおける伝播エネルギーが、０．０１５Ｊ以上であるポリスチレン系樹脂シートを、冷間成形することにより得られる保形性を有する密封容器（例えば、特許文献５参照）や、樹脂容器と該樹脂容器に固着された蓋とを備えた密封容器であって、蓋が、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ；High Impact Polystyrene）、又は耐衝撃性ポリスチレンとスチレン−ブタジエン共重合体とからなる組成物を含有するポリスチレン系樹脂を含有する基材層を有する冷間成形用樹脂シートを冷間成形して作製され、保形性を有することを特徴とする密封容器（例えば、特許文献６参照）を提案している。

さらに、本発明者らは、上記のような冷間成形により得られる合成樹脂製蓋を用いて、従来のアルミ箔層を基材とする蓋材を用いた製品容器と同等の製品容器を得るべく、密封容器の蓋スカート部の絞り手段又は絞り／捻り手段を有する蓋成形装置を提案している（特許文献７参照）。

特公昭４９―３７９７７号公報 特開昭６３−２１２０１９号公報 特開２００２−２２５９０２号公報 特開２００４−７４７９４号公報 特開２００４−７５１９７号公報 特開２００４−７５１９６号公報 特開２００５−３４３５０７号公報

しかしながら、上記の密封容器の蓋スカート部の絞り手段又は絞り／捻り手段を有する蓋成形装置は、キャップ外径に合わせた窪みに一次成形された容器を挿入して成形を行うものであり、蓋上面に対してスカート部は最大垂直にしかならず、容器口部付近の径が上端口径と同程度である場合は問題ないが、容器口部付近の径が上端口径より小さいスリムな容器の場合には、スカート部が広がっている印象を受け、見栄えがよくないという問題があった。

本発明の課題は、容器口部付近がスリムな容器本体を用いる場合でも、容器口部側面とスカート部に隙間が生じない見栄えのよい密封容器を製造可能な蓋整形装置、及びかかる蓋整形装置を備えた液体充填機械等を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、環状コイルスプリングを用いて蓋スカート部の上部又は中部をかしめ、その状態で、容器を移動させて、蓋スカート部の下部までかしめるといった２段モーションで蓋スカート部の整形を行うことにより、合成樹脂製蓋の蓋スカート部を容器口部付近がスリムな容器本体の側周外面上端内側まで確実に折り込むことが可能となると共に、整形後の蓋形状も極めて整った形状となることを見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（１）液体内容物が充填された合成樹脂製有底筒状容器本体に、円盤状蓋本体周縁部に垂下状の蓋スカート部を有する合成樹脂製成形蓋を被せて密封シールした密封容器の蓋スカート部を整形する蓋整形装置であって、密封容器を載置する容器載置台と、該容器載置台の昇降を行う容器昇降手段と、前記容器載置台の上方に配置された蓋整形ユニットであって、底部中央に密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入凹部を有する円筒状ホルダと、該円筒状ホルダの有底外縁部上に支持され、拡縮により密封容器の蓋スカート部をかしめることができる環状コイルスプリングと、該環状コイルスプリングの上方に設けられ、その下端部に下降時に環状コイルスプリングを縮径可能な上方中心に向けて傾斜したテーパー状のスプリング押圧内周面を有する昇降可能なプッシャーと、円筒状ホルダの嵌入凹部内に設けられ、その下端に容器口押さえ部材を有し、下方に付勢されると共に昇降可能な容器口押さえ手段と、を具備する蓋整形ユニットと、該蓋整形ユニットのプッシャーの昇降を行うプッシャー昇降手段とを備え、前記容器昇降手段が、密封容器を、蓋スカート部の上部又は中部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第１上昇と、密封容器を、蓋スカート部下部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第２上昇とを行った後、密封容器を下降させる手段であり、前記プッシャー昇降手段が、プッシャーを、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを縮径させるまで下降させた後、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを縮径から解放するまで上昇させる手段であって、密封容器の第１上昇、プッシャーの下降、密封容器の第２上昇、プッシャーの上昇と密封容器の下降の順で動作することを特徴とする蓋整形装置や、（２）容器昇降手段が、容器載置台に設けられたカムフォロアと係合して容器載置台を案内する、第１上昇段差及び第２上昇段差を有する下カムであると共に、プッシャー昇降手段が、蓋整形ユニットのプッシャーに設けられたカムフォロアと係合してプッシャーを案内する、前記第１上昇段差及び第２上昇段差の間に設けられた下降段差を有する上カムであることを特徴とする上記（１）記載の蓋整形装置や、（３）整形前の蓋スカート部を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする上記（１）又は（２）記載の蓋整形装置や、（４）上記（１）〜（３）のいずれか記載の蓋整形装置と、その上流に合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、蓋本体周縁部に垂下状のスカート部を有する合成樹脂製成形蓋をシート状蓋材から成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置とを備えたことを特徴とする液体充填包装機械や、（５）シール装置が、成形蓋が載置されている容器本体が回転移動する間に、成形蓋を容器本体の上端開口部に超音波シールして密封容器とする超音波シール装置であることを特徴とする上記（４）記載の液体充填包装機械に関する。

また、本発明は、（６）液体内容物が充填された合成樹脂製有底筒状容器本体に、円盤状蓋本体周縁部に垂下状の蓋スカート部を有する合成樹脂製成形蓋を被せて密封シールした後、上記（１）〜（３）のいずれか記載の蓋整形装置を用いて蓋スカート部を整形する密封容器の製造方法であって、密封容器を容器載置台に載置する容器載置工程と、容器昇降手段により、容器載置台に載置された密封容器を上昇させて、容器載置台の上方に配置された蓋整形ユニットの円筒状ホルダ嵌入凹部に密封容器の蓋スカート部を嵌入し、密封容器の蓋スカート部の上部又は中部を円筒状ホルダ内の環状コイルスプリングの内側に位置させる第１容器上昇工程と、密封容器の蓋スカート部の上部又は中部を環状コイルスプリングの内側に位置させた状態で、プッシャー昇降手段により、円筒状ホルダ内のプッシャーを下降させて、スプリング押圧内周面で環状コイルスプリングを縮径し、蓋スカート部を外側からかしめるプッシャー下降工程と、環状コイルスプリングで蓋スカート部を外側からかしめた状態で、容器昇降手段により、密封容器をさらに上昇させて、プッシャー下降工程におけるかしめよりもより強い力で蓋スカート部下部をかしめる第２容器上昇工程と、を備えたことを特徴とする蓋整形密封容器の製造方法や、（７）容器載置工程の前又は後に、整形前の蓋スカート部を加熱する加熱工程を有することを特徴とする上記（６）記載の蓋整形密封容器の製造方法や、（８）第２容器上昇工程の後に、環状コイルスプリングで蓋スカート部下端部を外側から押圧した状態を保持する保持工程を有することを特徴とする上記（６）又は（７）記載の蓋整形密封容器の製造方法に関する。

本発明の蓋整形装置によれば、容器口部付近の径が上端口径より小さいスリムな容器であっても、容器本体の側周外面上端と蓋スカート部に隙間が生じない見栄えのよい密封容器を製造することができる。

本発明の蓋整形装置を備えた液体充填包装機械の一実施態様を表す全体平面図である。 図１に示す充填包装機械における蓋整形装置の平面図である。 図２に示す蓋整形装置における蓋整形装置本体の断面図である。 図３に示す蓋整形装置本体における蓋整形ユニットの断面図である。 図１に示す蓋整形装置の動作を示す動作説明図である。

本発明の蓋整形装置としては、液体内容物が充填された合成樹脂製有底筒状容器本体に、円盤状蓋本体周縁部に垂下状の蓋スカート部を有する合成樹脂製成形蓋を被せて密封シールした密封容器の蓋スカート部を整形する蓋整形装置であって；密封容器を載置する容器載置台と；該容器載置台の昇降を行う容器昇降手段と；前記容器載置台の上方に配置された蓋整形ユニットであって、底部中央に密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入凹部を有する円筒状ホルダーと、該円筒状ホルダーの有底外縁部上に支持され、拡縮により密封容器の蓋スカート部をかしめることができる環状コイルスプリングと、該環状コイルスプリングの上方に設けられ、その下端部に下降時に環状コイルスプリングを縮径可能な上方中心に向けて傾斜したテーパー状のスプリング押圧内周面を有し、上方に付勢されると共に昇降可能なプッシャーと、円筒状ホルダーの嵌入凹部内に設けられ、その下端に容器口押さえ部材を有し、下方に付勢されると共に昇降可能な容器口押さえ手段と、を具備する蓋整形ユニットと；該蓋整形ユニットのプッシャーの昇降を行うプッシャー昇降手段とを備え；前記容器昇降手段が、密封容器を、蓋スカート部の上部又は中部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第１上昇と、密封容器を、蓋スカート部下部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第２上昇とを行った後、密封容器を下降させる手段であり；前記プッシャー昇降手段が、プッシャーを、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを縮径させるまで下降させた後、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを縮径から解放するまで上昇させる手段であって；密封容器の第１上昇、プッシャーの下降、密封容器の第２上昇、プッシャーの上昇と密封容器の下降の順で動作する装置であれば特に制限されるものではなく、本発明の蓋整形装置における容器載置台及び蓋整形ユニットは、複数組備えていることが液体充填密封容器の生産効率上好ましく、かかる複数の容器載置台及び蓋整形ユニットは、直線状に等間隔で設けてもよいが、円周状に等間隔で回転可能に設けておくと、連続的に蓋の整形ができる点で好ましい。また、本発明の蓋整形装置は、例えば、その上流に合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、蓋本体周縁部に垂下状のスカート部を有する合成樹脂製成形蓋をシート状蓋材から成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置と備えた液体充填包装機械に搭載して用いることができる。

密封容器を載置する容器載置台としては、例えば、安定して密封容器を昇降可能に載置できる容器ホルダを備えた載置台を例示することができる。かかる容器載置台の昇降を行う容器昇降手段としては、密封容器を、密封容器の蓋スカート部の上部又は中部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第１上昇と、密封容器を、密封容器の少なくとも蓋スカート部下端部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第２上昇とを行った後、密封容器を下降させる手段であれば特に制限されるものではなく、例えば、エアシリンダ等のアクチュエータを用いた手段やカム機構を用いた手段を例示することができ、より確実に昇降を行うことができることからカム機構を用いた手段であることが好ましい。かかる容器昇降手段としてのカム（下カム）は、例えば、容器載置台に設けられたカムフォロアと係合して容器載置台を案内する、第１上昇段差及び第２上昇段差を有するものを例示することができ、カム（下カム）とカムフォロアとの係合を確実なものとするため、容器載置台は上方に付勢されて設けておくことが好ましい。カム（下カム）は搬送経路に沿って直線状又は円周状に設けることができる。また、蓋スカート部の長さにもよるが、第２上昇段差により、容器載置台上の密封容器を第１上昇段差のときよりも０．５〜１．５ｍｍ上昇させることが好ましい。

蓋整形ユニットは、前記容器載置台の上方に対向配置され、円筒状ホルダー、環状コイルスプリング、プッシャー及び容器口押さえ手段を備えている。円筒状ホルダーは、環状コイルスプリングを支持することができる有底外縁部と、底部中央に有底外縁部により形成される密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入凹部とを有している。環状コイルスプリングは、拡縮により密封容器の蓋スカート部をかしめることができ、円筒状ホルダーの有底外縁部上に支持され、プッシャーが上昇位置にあるときは円筒状ホルダーの下部内周面に当接しており、蓋の径と同等、又は蓋の径より若干大きい内径を有している。プッシャーは、上方に付勢された状態で環状コイルスプリングの上方に、円筒状ホルダー内周面に摺動可能に設けられており、その下端部に、下降時に環状コイルスプリングを縮径可能な上方中心に向けて傾斜したテーパー状のスプリング押圧内周面を有している。すなわち、プッシャーの下降に伴って環状コイルスプリングに当接するスプリング押圧内周面の径が小さくなることにより、環状コイルスプリングの径が小さくなり、環状コイルスプリングの内側に位置する蓋スカート部を外側からかしめることができる。容器口押さえ手段は、円筒状ホルダーの嵌入凹部内に設けられ、その下端に容器口押さえ部材を有し、コイルスプリング等の弾性部材により容器口押さえ部材は下方に付勢されている。しかし、容器口押さえ部材の下端面に、容器昇降手段により密封容器の口部上面（フランジ部上面）が当接し、その状態でさらに密封容器が上昇すると、容器口押さえ手段の弾性部材による下方の付勢力に抗して、環状コイルスプリングの内側に位置するまで密封容器の蓋スカート部が上昇するが、容器昇降手段により密封容器が下降すると、下方の付勢力により容器口押さえ部材も下降して密封容器の口部上面を押し下げ、確実に密封容器を蓋整形ユニットから容器載置台上に離脱させることができる。

上記プッシャーの昇降を行うプッシャー昇降手段としては、プッシャーを円筒状ホルダーの内周面を摺動させながら、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを所定量縮径させるまで下降させた後、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを縮径から解放（縮径前の大きさまで拡径）するまで上昇させる手段であれば特に制限されるものではなく、容器昇降手段と同様に、例えば、エアシリンダ等のアクチュエータを用いた手段やカム機構を用いた手段を例示することができ、より確実に昇降を行うことができることからカム機構を用いた手段であることが好ましい。かかるプッシャー昇降手段としてのカム（上カム）は、例えば、蓋整形ユニットのプッシャーに設けられたカムフォロアと係合してプッシャーを案内する、前記容器昇降手段の第１上昇段差及び第２上昇段差の間に設けられた下降段差を有するものを例示することができ、下カム同様、搬送経路に沿って直線状又は円周状に設けることができる。

本発明の蓋整形装置においては、容器昇降手段による密封容器の第１上昇、プッシャー昇降手段によるプッシャーの下降、容器昇降手段の密封容器の第２上昇、プッシャー昇降手段によるプッシャーの上昇と容器昇降手段による密封容器の下降の順で動作するように、上記容器昇降手段及びプッシャー昇降手段が構成ないしは制御されている。すなわち、容器昇降手段による容器の第１上昇により、蓋スカート部の上部又は中部が環状コイルスプリングの内側に位置し、プッシャー昇降手段によるプッシャーの下降により、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを所定量縮径させて、蓋スカート部の上部又は中部が外側からかしめられ、さらに、その状態で、容器昇降手段による容器の第２上昇を行うことにより、蓋スカート部の上部又は中部から下部（下端部）まで連続的にかしめられる。このように、２段モーションで蓋スカート部の整形を行うことにより、容器口部付近の径が上端口径より小さいスリムな容器における合成樹脂製蓋を整形する場合でも、容器本体の側周外面上端に蓋スカート部を内側まで確実に折り込んで隙間が生じない整った形状とすることができると共に、この整った形状を確実に保持することができる。

本発明の蓋整形装置は、さらに、整形前の蓋スカート部を加熱する加熱手段を備えていることが好ましい。加熱手段は、容器載置台の上流に設けてもよいし、容器載置台に設けてもよい。容器載置台の上流に設ける場合、加熱手段としては、例えば、搬送経路の側方から回転しながら搬送される密封容器の蓋スカート部に熱風を噴出する手段を例示することができる。

本発明の密封容器の製造方法としては、液体内容物が充填された合成樹脂製有底筒状容器本体に、円盤状蓋本体周縁部に垂下状の蓋スカート部を有する合成樹脂製成形蓋を被せて密封シールした後、上記本発明の蓋整形装置を用いて密封容器の蓋スカート部を整形する方法であって；密封容器を容器載置台に載置する容器載置工程と；容器昇降手段により、容器載置台に載置された密封容器を上昇させて、容器載置台の上方に配置された蓋整形ユニットの円筒状ホルダー嵌入凹部に密封容器の蓋スカート部を嵌入し、密封容器の蓋スカート部の上部又は中部を円筒状ホルダー内の環状コイルスプリングの内側に位置させる第１容器上昇工程と；密封容器の蓋スカート部の上部又は中部を環状コイルスプリングの内側に位置させた状態で、プッシャー昇降手段により、円筒状ホルダー内のプッシャーを下降させて、スプリング押圧内周面で環状コイルスプリングを縮径し、蓋スカート部を外側からかしめるプッシャー下降工程と、環状コイルスプリングで蓋スカート部を外側からかしめた状態で、容器昇降手段により、密封容器をさらに上昇させて、プッシャー下降工程におけるかしめよりもより強い力で蓋スカート部下部をかしめる第２容器上昇工程と；を有する方法であれば特に制限されるものではないが、容器載置工程と、第１容器上昇工程と、プッシャー下降工程と、第２容器上昇工程に続いて、通常プッシャーの上昇と密封容器の下降工程が備えられている。

また、本発明の蓋整形方法は、容器載置工程の前又は後に、整形前の蓋スカート部を加熱する加熱工程を有することが好ましく、さらに、第２容器上昇工程の後に、環状コイルスプリングで蓋スカート部下端部を外側から押圧した状態を保持する保持工程を有することがより好ましい。保持工程では、蓋スカート部をかしめた状態で加熱した蓋を冷却することができるので、より確実に蓋スカート部を折り込んだ状態に成形することが可能となり、成形後もその状態をより確実に維持することが可能となる。

本発明の蓋整形装置及び蓋整形方法において適用できる合成樹脂製容器本体及び合成樹脂製成形蓋は、合成樹脂を主体とする容器本体及び蓋を意味し、その他、合成樹脂以外の成分からなる帯電防止層、ガスバリア層、印刷層等を有していてもよい。かかる容器本体及び蓋の主成分となる合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を例示することができる。容器本体及び蓋に用いられる合成樹脂の種類は、それぞれ異なっていてもよいが、同種の樹脂であることがリサイクル性の点から好ましい。具体的に、本発明における合成樹脂製の容器本体や蓋としては、特開２００４−７４７９５号公報、特開２００４−７４７９６号公報、特開２００４−７５１９６号公報、特開２００４−７５１９７号公報、特開２００４−１５４９５７号公報に記載された、ポリスチレン系樹脂からなる容器本体、及び、ＡＳＴＭ−Ｄ３７６３に準拠した落錘衝撃試験方法で測定した１５０μｍ厚みシートにおける伝播エネルギーが、０．０１５Ｊ以上であるポリスチレン系樹脂シートを冷間成形することにより得られる蓋や、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ；High Impact Polystyrene）、又は耐衝撃性ポリスチレンとスチレン−ブタジエン共重合体とからなる組成物を含有するポリスチレン系樹脂を含有する基材層を有する冷間成形用樹脂シートを冷間成形することにより得られる蓋を好適に例示することができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。図１は、本発明の蓋整形装置を備えた液体充填包装機械の一実施態様を表す全体平面図であり、図２は、蓋整形装置の平面図であり、図３は、蓋整形装置本体の断面図であり、図４は、蓋整形ユニットの断面図であり、図５は、蓋整形装置の動作を示す動作説明図である。

図１に示すように、本発明の蓋整形装置を備えた液体充填包装機械は、合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置２０と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置３０と、蓋本体周縁部に垂下状のスカート部を有する合成樹脂製成形蓋をシート状蓋材から成形する一次蓋冷間成形装置５０と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置６０と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置９０と、密封容器の成形蓋を最終蓋形状に成形する蓋整形装置本体１００とを備え、１時間あたり３３０００本の生産能力を備えている。

容器供給装置２０は、容器整立装置２１を備え、容器整立装置２１では、任意の向きで供給されるボトル状の合成樹脂製有底筒状容器本体を、その上端開口部が上方を向くように整立して搬送コンベア２２へ１列に載置する。搬送コンベア２２上に載置された容器本体は下流側に搬送され、搬送コンベア下流部でスクリューコンベア２３によって所定ピッチに整列される。整列された容器本体は、入口スターホイル２４を介して充填装置３０へ供給される。充填装置３０では、装置内を容器が回転移動する間に容器内に４０本の真空充填ノズル（図示せず）から液体内容物が充填される。液体内容物が充填された容器は中間スターホイル４０に移送される。

また、充填装置３０の近傍には一次蓋冷間成形装置５０が設けられている。一次蓋冷間成形装置５０では、合成樹脂製シート状蓋材を略円盤状に打ち抜くと共に、打ち抜かれた蓋材を断面略コの字状、すなわち円盤状蓋本体と、蓋本体周縁部から垂下状に設けられたスカート部よりなる成形蓋に成形する。成形された蓋は、蓋供給装置６０により、中間スターホイル４０で搬送されている容器本体の上端開口部に被せられる。

次いで、内容物が充填された容器は、中間スターホイル４０から超音波シール装置９０へ供給される。超音波シール装置９０では、蓋検出装置７０において成形蓋が正常に載置されていると判定された容器を対象にシール装置内を容器が移動する間に容器に成形蓋が超音波シールされ密封され、容器搬出装置８０を介して搬出コンベア１０３へと搬送される。搬出コンベア１０３上に載置された密封容器は下流側に搬送され、搬出コンベア下流部でスクリューコンベア１０４によって所定ピッチに整列される。整列された密封容器は、入口スターホイル１０１を介して蓋整形装置本体１００へ供給される。蓋整形装置１００本体では、装置内を密封容器が移動する間（一周回転する間）に、容器本体にシールされた成形蓋を二次成形し、最終形状の密封容器とする。最終形状の密封容器は、出口スターホイル１０２を介して次工程に搬送される。

また、図２に示すように、蓋整形装置本体１００の上流には、搬送中の容器の蓋スカート部に沿って設けられたパイプ状熱風ノズル（加熱手段）１０５が設けられている。熱風ノズル１０５には、蓋スカートに向けられた熱風吹き出し孔が設けられている。搬送コンベア１０３の搬送速度とスクリューコンベア１０４の搬送速度には速度差があり、スクリューコンベア１０４で整列中の密封容器は、この速度差によって回転させられる。入口スターホイル１０１で搬送中の密封容器も、ガイドとの摩擦抵抗により回転させられる。この密封容器の回転によって、容器の蓋スカートの周面全体を均一に加熱することができる。熱風ノズル１０５は、充填包装機械を高能力化（高速化）する上で容器搬送方向両側に設けることが好ましい。さらに、スクリューコンベア１０４から入口スターホイル１０１にかけての容器搬送経路上方には、熱風カバー１０６が設けられている。以下、本発明の蓋整形装置について詳細に説明する。

図２に示すように、蓋整形装置は、平面視して円弧状のロータリー式の蓋整形装置本体１００を備えている。図３に示すように、蓋整形装置本体１００は、中央の駆動軸１０７に固定された上回転支持板１０８と下回転支持板１０９を備え、下回転支持板１０９には、その周縁部に等間隔で、容器ホルダ１１０を備えた２０の容器載置台１１１が設けられ、上回転支持板１０８には、容器載置台１１１の上方の対向する位置に、同じく２０の蓋整形ユニット１１２が設けられている。また、蓋整形装置本体１００は、容器載置台１１１の側部に設けられた下カムフォロア１１３と係合する下カム（容器昇降手段）１１４と、蓋整形ユニット１１２の上部に設けられた上カムフォロア１１５と係合する上カム（プッシャー昇降手段）１１６とを備えている。なお、本実施形態においては、容器載置台１１１は上方に付勢されて設けられており、始点及び終点において容器載置台１１１は、下カム１１４によって下方に押止されている（図３の左部参照）。

下カム１１４は、容器載置台１１１の下カムフォロア１１３と係合可能なように、円弧状の下回転支持板１０９に沿って外側に設けられており、上述のように、始点においては、下カム１１４は下方に位置し、進行方向に従って、第１上昇段差（上方傾斜）及び第２上昇段差（上方傾斜）を有している。第２上昇段差の下流では、下カム１１４は一旦途切れて、かかる位置では、容器載置台１１１が上方限まで付勢された状態となる（図３の右部参照）。その下流には、第１上昇段差及び第２上昇段差の合計高さ分を下降させる下降段差（下方傾斜）が設けられ、始点における同一高さとなって始点に接続している。

上カム１１６は、蓋整形ユニット１１２の上部に設けられた上カムフォロア１１５と係合可能なように、円弧状の上回転支持板１０８の外周部上方かつ蓋整形経路の中間部に半弧状に設けられており（図２参照）、上カム１１６の始端部に下降段差（下方傾斜）を有すると共に、終端部に下降段差と同一高さの上昇段差（上方傾斜）を有している。この上カム１１６の始端部の下降段差は、下カム１１４の第１上昇段差の下流かつ第２上昇段差の上流に設けられ、終端部の上昇段差は、下カム１１４の第２上昇段差の下流かつ下降段差の上流に設けられている。

図４に示すように、蓋整形ユニット１１２は、上ホルダ１１７及び下ホルダ１１８により包囲された円筒状のユニットであって、上ホルダ１１７が蓋整形装置本体１００の上回転支持板１０８に固定されている。下ホルダ１１８の底部中央には密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入凹部が設けられ、下ホルダ１１８の下端には環状コイルスプリング１２３を支持するための有底外縁部が設けられている。蓋整形ユニット１１２の中心部には、その中央から嵌入凹部にわたって容器口押さえ手段１１９が延設されている。かかる容器口押さえ手段１１９は、下端部に位置する、密封容器の頂面の外周部（フランジ部）を受けるよう中央が凹状となった容器口押さえ部材１２０と、容器口押さえ部材１２０から上ホルダ１１７を貫通して上方に延び、他端に上ホルダ１１７に系止されるストッパを有する昇降自在に設けられたボルト１２１と、上ホルダ１１７及び容器口押さえ部材１２０間に設けられた下スプリング１２２とを備えており、容器口押さえ部材１２０は下方に付勢されている。また、前記下ホルダ１１８の有底外縁部上には、拡縮により密封容器の蓋スカート部をかしめることができる環状コイルスプリング１２３（内径φ４６ｍｍ、コイル巻径φ８ｍｍ、線径φ０．９ｍｍ、巻数１００）が設けられている。

環状コイルスプリング１２３の上方には、断面逆Ｕ字形のプッシャー本体１２４が円筒状の下ホルダ１１８内を摺動可能に設けられている。かかるプッシャー本体１２４は、円盤状の上プッシャー１２５及び円筒状の下プッシャー１２６を具備し、円筒状の下プッシャー１２６の下面（スプリング押圧内周面）１２７が上方中心に向けて傾斜したテーパー形状（テーパー角３８°）となって、下降時に環状コイルスプリング１２３を縮径する。また、プッシャー本体１２４の上プッシャー１２５には、上ホルダ１１７を貫通して延びるボルト１２８の一端が連結され、かかるボルト１２８の他端には上カムフォロアブラケット１２９が連結されて、プッシャー本体１２４及び蓋整形ユニット１１２の上部に設けられた上カムフォロア１１５とが機械的に連動するようになっている。また、上カムフォロアブラケット１２９の下面及び上ホルダ１１７の上面の間には上スプリング１３０が設けられ、上カムフォロアブラケット１２９を介してプッシャー本体１２４は上方に付勢されている。上カムフォロアブラケット１２９は、上カムフォロア１１５が上カム１１６と係合することにより下降し、スプリング押圧面１２７で、環状コイルスプリング１２３を外側から押圧して、縮径させる。なお、符号１３２は円筒状の下ホルダ１１８の周面に穿たれた冷却孔を表す。

上記のように構成された蓋整形装置の動作について説明する。
図５に示すように、まず、蓋スカート部が加熱された密封容器が、下方に押止された容器載置台１１１に載置される（図５（ａ））。そして、下カム１１４の第１上昇段差を通過する間に、容器載置台１１１は上昇し、容器載置台１１１上の密封容器の頂部が、下ホルダ嵌入凹部内に嵌入して容器口押さえ部材の円周状の下端面に当接した後、容器口押さえ手段１１９を押し上げる。このとき、蓋スカート部の上部又は中部が環状コイルスプリング１２３の内側に位置する（図５（ｂ））。続いて、蓋整形ユニット１１２の上カムフォロア１１５が上カム１１６と係合し下降段差を通過する間に、上カムフォロアブラケット１２９は下降し、下プッシャー１２６のスプリング押圧内周面１２７が環状コイルスプリング１２３を所定長縮径させる。これにより、環状コイルスプリング１２３の内側に位置する蓋スカート部上部又は中部が外側からかしめられる（図５（ｃ））。この下プッシャー１２６を下降させた状態のまま、下カム１１４の第２上昇段差を通過することにより、容器載置台１１１がさらに上昇して、蓋スカート部の上部又は中部から下部（下端部）にかけて連続的にかしめながら容器を上昇させる（図５（ｄ））。この蓋スカート部下端部をかしめた状態を所定時間保持し、冷却孔１３２により放熱・冷却する。その後、上カム１１６の上昇段差を通過することにより下プッシャー１２６が上昇し、環状コイルスプリング１２３が拡径・復元して、蓋スカート部を解放すると共に、容器載置台１１１の下カムフォロア１１３が下カム１１４の下降段差を通過し、容器載置台１１１がもとの位置まで下降する。その際、上ホルダ１１７及び容器口押さえ部材１２０間に設けられた下スプリング１２２により下方に付勢されている容器口押さえ部材１２０の下降によって容器口周縁部が押し下げられ、下降した容器載置台１１１上に密封容器が確実に載置され、蓋整形が完了する（図５（ｅ））。このような動作が、一周回転する間に行われる。

２０ 容器供給装置
２１ 容器整立装置
２２ 搬送コンベア
２３ スクリューコンベア
２４ 入口スターホイル
３０ 充填装置
４０ 中間スターホイル
５０ 一次蓋冷間成形装置
６０ 蓋供給装置
７０ 蓋検出装置
８０ 容器搬出装置
９０ シール装置
１００ 蓋整形装置本体
１０１ 入口スターホイル
１０２ 出口スターホイル
１０３ 搬送コンベア
１０４ スクリューコンベア
１０５ パイプ状熱風ノズル
１０６ 熱カバー
１０７ 駆動軸
１０８ 上回転支持板
１０９ 下回転支持板
１１０ 容器ホルダ
１１１ 容器載置台
１１２ 蓋整形ユニット
１１３ 下カムフォロア
１１４ 下カム（容器昇降手段）
１１５ 上カムフォロア
１１６ 上カム（プッシャー昇降手段）
１１７ 上ホルダ
１１８ 下ホルダ
１１９ 容器口押さえ手段
１２０ 容器口押さえ部材
１２１ ボルト
１２２ 下スプリング
１２３ 環状コイルスプリング
１２４ プッシャー本体
１２５ 上プッシャー
１２６ 下プッシャー
１２７ 下面（スプリング押圧内周面）
１２８ ボルト
１２９ 上カムフォロアブラケット
１３０ 上スプリング
１３２ 冷却孔

Claims (8)

1. 液体内容物が充填された合成樹脂製有底筒状容器本体に、円盤状蓋本体周縁部に垂下状の蓋スカート部を有する合成樹脂製成形蓋を被せて密封シールした密封容器の蓋スカート部を整形する蓋整形装置であって、
   密封容器を載置する容器載置台と、
   該容器載置台の昇降を行う容器昇降手段と、
   前記容器載置台の上方に配置された蓋整形ユニットであって、底部中央に密封容器の蓋スカート部を嵌入しうる嵌入凹部を有する円筒状ホルダと、該円筒状ホルダの有底外縁部上に支持され、拡縮により密封容器の蓋スカート部をかしめることができる環状コイルスプリングと、該環状コイルスプリングの上方に設けられ、その下端部に下降時に環状コイルスプリングを縮径可能な上方中心に向けて傾斜したテーパー状のスプリング押圧内周面を有する昇降可能なプッシャーと、円筒状ホルダの嵌入凹部内に設けられ、その下端に容器口押さえ部材を有し、下方に付勢されると共に昇降可能な容器口押さえ手段と、を具備する蓋整形ユニットと、
   該蓋整形ユニットのプッシャーの昇降を行うプッシャー昇降手段とを備え、
   前記容器昇降手段が、密封容器を、蓋スカート部の上部又は中部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第１上昇と、密封容器を、蓋スカート部下部が環状コイルスプリングの内側に位置するまで上昇させる第２上昇とを行った後、密封容器を下降させる手段であり、
   前記プッシャー昇降手段が、プッシャーを、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを縮径させるまで下降させた後、スプリング押圧内周面が環状コイルスプリングを縮径から解放するまで上昇させる手段であって、
   密封容器の第１上昇、プッシャーの下降、密封容器の第２上昇、プッシャーの上昇と密封容器の下降の順で動作することを特徴とする蓋整形装置。
2. 容器昇降手段が、容器載置台に設けられたカムフォロアと係合して容器載置台を案内する、第１上昇段差及び第２上昇段差を有する下カムであると共に、プッシャー昇降手段が、蓋整形ユニットのプッシャーに設けられたカムフォロアと係合してプッシャーを案内する、前記第１上昇段差及び第２上昇段差の間に設けられた下降段差を有する上カムであることを特徴とする請求項１記載の蓋整形装置。
3. 整形前の蓋スカート部を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の蓋整形装置。
4. 請求項１〜３のいずれか記載の蓋整形装置と、その上流に合成樹脂製有底筒状容器本体を充填装置に供給する容器供給装置と、供給された容器本体に内容物を充填する充填装置と、蓋本体周縁部に垂下状のスカート部を有する合成樹脂製成形蓋をシート状蓋材から成形する一次蓋冷間成形装置と、内容物が充填された容器本体の上端開口部に成形蓋を供給する蓋供給装置と、成形蓋を容器本体の上端開口部にシールして密封容器とするシール装置とを備えたことを特徴とする液体充填包装機械。
5. シール装置が、成形蓋が載置されている容器本体が回転移動する間に、成形蓋を容器本体の上端開口部に超音波シールして密封容器とする超音波シール装置であることを特徴とする請求項４記載の液体充填包装機械。
6. 液体内容物が充填された合成樹脂製有底筒状容器本体に、円盤状蓋本体周縁部に垂下状の蓋スカート部を有する合成樹脂製成形蓋を被せて密封シールした後、請求項１〜３のいずれか記載の蓋整形装置を用いて蓋スカート部を整形する密封容器の製造方法であって、
   密封容器を容器載置台に載置する容器載置工程と、
   容器昇降手段により、容器載置台に載置された密封容器を上昇させて、容器載置台の上方に配置された蓋整形ユニットの円筒状ホルダ嵌入凹部に密封容器の蓋スカート部を嵌入し、密封容器の蓋スカート部の上部又は中部を円筒状ホルダ内の環状コイルスプリングの内側に位置させる第１容器上昇工程と、
   密封容器の蓋スカート部の上部又は中部を環状コイルスプリングの内側に位置させた状態で、プッシャー昇降手段により、円筒状ホルダ内のプッシャーを下降させて、スプリング押圧内周面で環状コイルスプリングを縮径し、蓋スカート部を外側からかしめるプッシャー下降工程と、
   環状コイルスプリングで蓋スカート部を外側からかしめた状態で、容器昇降手段により、密封容器をさらに上昇させて、プッシャー下降工程におけるかしめよりもより強い力で蓋スカート部下部をかしめる第２容器上昇工程と、
   を備えたことを特徴とする蓋整形密封容器の製造方法。
7. 容器載置工程の前又は後に、整形前の蓋スカート部を加熱する加熱工程を有することを特徴とする請求項６記載の蓋整形密封容器の製造方法。
8. 第２容器上昇工程の後に、環状コイルスプリングで蓋スカート部下端部を外側から押圧した状態を保持する保持工程を有することを特徴とする請求項６又は７記載の蓋整形密封容器の製造方法。

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